AMD mit Tesselations-Optimierung

Mittwoch, 19. Januar 2011
 / von Leonidas
 

Mit dem nächsten Hotfix-Treiber von AMD (Catalyst 11.1, voraussichtlich am 26. Januar) wird es einige Änderungen an der Bildqualität der AMD-Grafikkarten geben. So will AMD die Filterqualität der Standardstufe "Quality" auf dasselbe Niveau wie mit der höchstmöglichen Stufe "HighQuality" anheben – mit der Ausnahme des teilweisen Einsatzes eines bilinearen Filters bei "Quality". AMD schreibt hierzu:

  The Quality setting has now been improved to match the HQ setting in all respects except for one – it enables an optimization that limits trilinear anisotropic filtering to areas surrounding texture mipmap level transitions, while doing bilinear anisotropic filtering elsewhere. Sometimes referred to as "bilinear" filtering, it offers a way to improve filtering performance without visibly affecting image quality. It has no impact on texture sharpness or shimmering, and this can be verified by comparing it visually with the High Quality setting.

Visual quality should now be equal to the default setting used on HD 5800 series GPUs with Catalyst 10.9 and earlier drivers, or better when used on HD 6800/6900 series GPUs due to other hardware filtering improvements.

 

Damit könnte durchaus die Flimmeranfälligkeit bei "Quality" abgesenkt werden und zumindest wieder das Niveau der Filterqualität der Radeon HD 5000 bis zum Catalyst 10.9 Treiber erreicht werden. Natürlich muß das ganze in der Praxis ausgetestet werden, vorab läßt sich über den Effekt einer solchen Änderung immer nur spekulieren. Eine gewisse Verbesserung dürfte sich aber wohl ergeben (und ist vor allem AMDs Willen hierzu zu erkennen) und dies ist als absolut positives Zeichen mitzunehmen.

Neu hinzu kommt dann eine Tesselations-Optimierung, mittels welcher der Treiber den Tesselationslevel begrenzen kann – alternativ kann dies auch der Anwender frei verstellen. Zudem existiert die Option, alles so zu lassen, wie es das Spiel anfordert – wichtig für die Bildqualitäts-Fraktion und natürlich auch für vergleichbare Benchmarks. AMD beschreibt dies folgendermaßen:

  The Catalyst Control Center includes an early prototype of some new tessellation controls. Our goal is to give users full control over the tessellation levels used in applications. The default selection "AMD Optimized" setting allows AMD, on a per application basis, to set the best level of tessellation. The intention is to help users get the maximum visual benefit of Tessellation, while minimizing the impact on performance. Currently no applications have been profiled, so the "AMD Optimized" setting will be non-operational until further notice.

The "Use Application Settings" option gives applications full control over the Tessellation level. Users can also manually set the maximum tessellation level used by applications with the slider control.

The long term goal for the "AMD Optimized" setting is to use the Catalyst Application Profile mechanism to control the AMD recommended level of tessellation on a per application basis. AMD’s intention is to set the tessellation level such that we will not be reducing image quality in any way that would negatively impact the gaming experience.

 

Dabei ist die Intention hinter dieser Option auf Spiele bezogen, welche keine eigene Steuerung der Tesselations-Last haben (wobei diese ehrlicherweise selten geworden sind, zumeist haben Spiele mit Tesselations-Einsatz doch ausreichend Eingriffsmöglichkeiten). In diesen Spielen will AMD zukünftig mittels Applikations-Profilen die Tesselationslast spielbezogen verändern aka reduzieren. Dies kann eine nutzvolle Sache sein, wenn damit gemeint ist, daß von Tesselation klar überforderte Grafikkarten aus dem LowCost- und Mainstream-Bereich deutlich bei der Tesselation limitiert werden, um eben noch auf spielbare Frameraten zu kommen. Eine nur gewisse Tesselations-Limitierung ist dagegen zwecklos, weil der Unterschied zwischen 10 und 12 fps technisch 20 Prozent betragen mag, praktisch beides aber unspielbar ist. Sinn würde diese Tesselations-Optimierung seitens AMD also nur machen, wenn sie ausschließlich bei den besonders schweren Fällen eingreift, wo dieser Eingriff dann auch wirklich deutlich Performance-wirksam wäre.

AMD Tesselations-Optimierung, Bild 1

Die (heftige) Diskussion in dieser Sache geht aber derzeit eher in die Richtung, ob das Ganze als Cheat oder Vorstufe zu diesem anzusehen ist. Dies läßt sich derzeit jedoch noch nicht sagen, weil es auf die konkrete Umsetzung dieser Optimierung ankommt: Wenn damit auf einer Radeon HD 5800 der Tesselationslevel zugunsten eines geringfügigen Performancegewinns abgesenkt wird, obwohl diese Karte eigentlich nirgendwo durch Tesselation wirklich durchgehend limitiert wird, dann geht es ziemlich klar in Richtung Cheat – wenn dagegen auf einer Radeon HD 5450 in ausgewählten Spielen die Tesselationslast deutlich heruntergeschraubt wird, um dann ebenso deutlich an Performance zu gewinnen und vor allem vom unspielbaren in den spielbaren Frameratenbereich zu kommen, dann ist es eine für einen gewissen Nutzerkreis nutzvolle Optimierung.

AMD Tesselations-Optimierung, Bild 2

Und eigentlich könnte AMD sogar selber etwas dafür tun, um die aktuellen Diskussionen über "Cheat oder nicht Cheat" zu entschärfen: Man müsste sich nur genauer erklären, wofür diese Tesselations-Optimierung gedacht ist und eventuell auch einfach deren interne Bedingungen offenlegen. Geht es wirklich nur darum, LowCost- und Mainstream-Grafiklösungen von eindeutig zu hohen Tesselationslasten zu befreien, könnte man beispielsweise die Aussage treffen, daß Grafikkarten der Reihen Radeon HD 5800, 6800 und 6900 derzeit selbst bei aktiver Option komplett frei von einschränkenden Tesselations-Optimierungen laufen – da deren Tesselationsleistung einfach ausreichend ist, um diese Grafikkarten gewöhnlich nicht auszubremsen. Am besten wäre es, man legt dem Treiber irgendwo eine Liste bei, unter welchem Spiel welche Grafikkarten wie stark durch diese Option limitiert werden.

AMD Tesselations-Optimierung, Bild 3

All dies funktioniert natürlich nur, wenn diese Tesselations-Optimierung wirklich nur zur Performanceverbesserung bei LowCost- und Mainstream-Grafikkarten dient. Es muß aber klar gesagt werden, daß sich diese Option genauso auch dazu einsetzen läßt, hier und da ein paar fps mehr auch aus HighEnd-Modellen herauszuholen – und zwar ohne, daß man dies an der Bildqualität sofort sieht, aber dennoch unter Reduzierung der vom Spieleentwickler vorgegebenen Arbeitslast, ergo mittels Cheating. Gerade die eher geringfügige Limitierung der Arbeitslast mit fast kaum sichtbaren Auswirkungen auf die Bildqualität ermöglicht das Cheating – man sieht es nicht, wenn nicht explizit danach fahndet, trotzdem bringt es ein paar fps mehr und das reicht im heutigen engen Zweikampf der Grafikchip-Entwickler meistens schon aus, um ein Duell für sich zu entscheiden.

Das eigentliche Problem an solchen Optimierungen mit kaum sichtbaren Bildqualitäts-Einbußen ist natürlich, daß sobald ein Grafikchip-Entwickler diese ansetzt, der andere Grafikchip-Entwickler sich sofort dazu animiert fühlt, ähnliches und mehr zu tun. Zudem können, nein werden viele kleine Optimierungsschritte, einfach nur einzeln nacheinander angesetzt, am Ende doch zu einem klar sichbaren Bildqualitätsverlust führen. Läßt man den Optimierungswettlauf einmal zu, führt dies letztlich immer in die Richtung der Vernichtung von immer mehr Bildqualität – was angesichts der Leistungsfähigkeit heutiger Grafikkarten einfach Quatsch ist. Im eigentlichen sollten beide Grafikchip-Entwickler ihre Energien in Technologien stecken, um die hohen fps-Zahlen von Radeon HD 6900 und GeForce GTX 500 sinnvoll durch eine höhere Bildqualität auszunutzen, höhere Frameraten durch niedrigere Bildqualität benötigt im Performance- und HighEnd-Bereich wirklich niemand. Aber wie gesagt: Unter Umständen kann die Tesselations-Optimierung für LowCost- und Mainstream-Grafikkarten nutzvoll sein, dies ist alles eine Frage der konkreten Ausführung.

Angesichts der aktuellen Diskussion sowie "früherer Vorkommnisse" muß AMD allerdings deutlich aufpassen, nicht in das Imagebild eines Herstellers abzudriften, welcher gleichwertige Performance mit kleinen Bildqualitätseinbußen hier und da erkauft (hört sich auf den ersten Blick nicht so schlimm an, bedeutet aber langfristig einen hohen psychologischen Nachteil, gerade wenn sich so eine Ansicht einmal festsetzt) – was nicht einmal zutreffend wäre, wenn AMD jetzt die Filterqualität verbessert und die Tesselations-Optimierung sinnvoll anwendet. AMD wäre diesbezüglich aber in jedem Fall eine bessere und vorausschauende Informationspolitik anzuraten, um mögliche Mißverständnisse von Anfang an auszuräumen – daß unsere Foren-Diskussion zum Thema der Tesselations-Optimierung innerhalb eines halben Tages bereits elf Seiten lang ist, zeigt an, daß es hier deutlichen Klärungsbedarf gibt.

Nachtrag vom 20. Januar 2011

Wie HT4U im Gespräch mit AMD herausgefunden haben, hat AMD die neue Tesselations-Optimierung des kommenden Hotfix-Treibers in der Tat – und wie schon vermutet – wirklich für die kleineren Grafikkarten ersonnen, da diese sicherlich nicht für jedes Spiel über die notwendige Tesselationspower verfügen, um diese Grafikkarte nicht an dieser einzelnen Funktion einzubremsen. In diesem Sinne kann die Tesselations-Optimierung damit sogar sehr nutzvoll sein, weil sie sich halt an diese Anwender richtet, welche eine Mainstream-Grafikkarte zumeist im Rahmen eines Komplett-PCs erworben haben und keinerlei Erfahrung mit den spieleigenen Bildqualitäts-Optionen oder auch den AMD-Treiberoptionen haben (aus letzter Überlegung heraus steht diese Option auch per default auf "AMD Optimized").

Zur eigenen Absicherung wäre es AMD allerdings anzuraten, offenzulegen, unter welchen Spielen und Karten die Tesselations-Optimierung exakt was tut – dann könnte man nämlich unter Umständen einwandfrei belegen, daß diese Optimierung beispielsweise auf Radeon HD 6800 & 6900 Grafikkarten gar nichts verändert, was zur Beruhigung der HighEnd-User durchaus sinnvoll wäre. Auch gilt, daß eine solche Option in vergleichenden Benchmarks logischerweise nichts zu suchen hat und daß auch AMD in seinen Benchmark-Guides dies selber so wiedergeben sollte, nur um jeglicher Nachrede vorausschauend aus dem Weg zu gehen. Sofern AMD auf diese oder ähnliche Weise jedoch seine ehrlichen Absichten mit dieser Option nachweist, läßt sich gegen die Tesselations-Optimierung wirklich nichts sagen und ist diese Option als unter Umständen für den LowCost- und Mainstream-Nutzer sinnvolles Feature sogar zu begrüssen.

Nachtrag vom 21. Januar 2011

Aus unserem Forum kommen einige interessante Benchmarks und Screenshots zu AMDs Tesselations-Optimierung, welche die Möglichkeiten dieser Option zur Performancesteigerung illustrieren. Derzeit sind gerade die Benchmarks natürlich noch rein theoretisch, da die AMD-eigene Tesselations-Optimierung im aktuellen Beta-Treiber vorerst keine Wirkung hat – AMD also noch nicht festgelegt hat, welche Grafikkarten unter welchen Spielen "optimiert" werden sollen. Wie gestern ausgesagt, will man sich dabei auf die LowCost- und Mainstream-Modelle konzentrieren, dürften Performance- und HighEnd-Grafikkarten von AMD also in der Praxis gar nicht berührt werden – dies sollte man bei diesen Benchmarks und Screenshots immer mit einrechnen. Als sehr wahrscheinlich anzunehmen ist zudem, daß der Performance-Effekt auf schwächeren Grafikkarten noch viel deutlicher ausfällt – und dabei dürfte sich die eigentliche Stärke dieser neuen Option zeigen.

AMD Tess.-Opt. Stone Giant @ Radeon HD 5870 Heaven (extreme) @ Radeon HD 6970 Heaven (extreme) @ Radeon HD 6970 HAWX2 @ Radeon HD 6970
off 38 fps 21 fps 826 Pts. 87 fps
x64 38 fps
x32 41 fps 812 Pts.
x16 48 fps 810 Pts.
x8 57 fps 28 fps 958 Pts.
x6 60 fps 40 fps 1091 Pts.
x4 64 fps 93 fps
x2 66 fps
(Quelle) (Quelle) (Quelle) (Quelle)

Denn damit könnte es möglich werden, Spiele mit zu hoher Tesselationslast für eine LowCost- oder Mainstream-Grafikkarte unter nur eher bescheidenen Einbußen bei der Bildqualität auf ein spielbares Niveau zu heben – denn eine zu hohe Tesselationslast ist durchaus in der Lage, Grafikkarten erheblich einzubremsen. Selbst eine Radeon HD 5870 läßt sich gemäß vorstehenden Zahlen erheblich durch die Absenkung des Tesselationslevels beschleunigen – insofern dürften hier bei LowCost- und Mainstream-Grafikkarten die Vorteile der Mehrperformance die Nachteile beim Bildqualitäts-Verlust aufwiegen. Bei Performance- und HighEnd-Modellen sollte dies regulär aber keine Option sein, diese haben in aller Regel ausreichend Performance auch für hohe Tesselationssettings. Und natürlich sollte AMD in der Standard-Einstellung das Tesselationslevel immer nur für echte Spiele begrenzen, für reine Benchmarks verbietet sich dies – selbstverständlich auch bei LowCost- und Mainstream-Grafikkarten.

Die Bildqualität geht dabei im übrigen nur in bescheidenem Maße herunter, wenn man beispielsweise den extrem tesselationslastigen Heaven-Benchmark nur mit einem Tesselationslevel von x6 betreibt, was im konkreten Fall runde 65 Prozent Performance einbrachte. Die Unterschiede bei der Bildqualität zwischen der Referenz-Einstellung (unten links) und der x6-Einstellung (unten rechts) muß man regelrecht suchen, da der Gesamt-Bildeindruck auf den allerersten Blick im Prinzip gleich ist. Mit ein wenig gutem Willen sieht man dann aber überall etwas feiner aufgelöste Strukturen (beispielsweise Straßensteine vorn links oder Straßenbegrenzungsteine rechts). Aber wie gesagt: Der Gesamt-Bildeindruck ist nahe identisch, eigentlich liegt hier ein ziemlich effektiver Tausch von (weniger) Bildqualität gegen (mehr) Performance vor (Klick öffnet die Bilder im skalierten Vollbild, der hinterlegte Link führt zum unskalierten Vollbild und der nachstehende Textlink führt zur Bildseite).

Heaven Extreme @ Tesselations-Optimierung=off
Heaven Extreme @ Tesselations-Opt.=off
Heaven Extreme @ Tesselations-Optimierung=x6
Heaven Extreme @ Tesselations-Opt.=x6

Weniger Bildqualität ist es aber trotzdem und dies lohnt weiterhin für Nutzer von entsprechend potenten Grafikkarten nicht wirklich (weil diese eigentlich immer ausreichend schnell für die höchste Bildqualität sind – Ausnahmen bestätigen die Regel). Zudem wäre wirklich abzuwarten, ob sich in realen Spielen ähnliche Ergebnisse einstellen, da bisher in erster Linie reine Benchmark-Programme betrachtet wurden. Das einzige reale Spiel in Form von HAWX2 zeigte bisher eine ebenfalls kaum feststellbar Bildqualitätsveränderung zu einer allerdings (auf einer HighEnd-Grafikkarte) kaum besseren Performance. Der eigentliche Test dieses Features muß aber auf Mainstream-Grafikkarten vom Schlage Radeon HD 5500 & 5600 (und zukünftig Radeon HD 6500 & 6600) stattfinden, denn genau für diese wurde diese Tesselations-Optimierung schließlich aus der Taufe gehoben. PS: Als Video gibt es die Bildqualitäts-Vergleiche unter dem Heaven-Benchmark zudem hier.